приховати рекламу

Система органів дихання

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Реферат
«Система органів дихання. Подих »

До органів дихання ставляться порожнину носа, гортань, трахея, бронхи і легені. У дихальній системі виділяють повітроносні (дихальні) шляхи (порожнина носа, гортань, трахея і бронхи) і дихальну частину, представлену дихальної паренхімою легенів, де відбувається газообмін між повітрям, що містяться в альвеолах легень, і кров'ю. Дихальна система розвивається як виріст вентральної стінки глоткової кишки. Цей зв'язок зберігається в остаточній стадії розвитку: верхнє отвір гортані відкривається в глотку. Таким чином, повітря проходить до гортані через порожнини носа і рота і глотку. Порожнина носа і носову частину глотки (носоглотка) об'єднують під назвою «верхні дихальні шляхи». Характерними особливостями будови дихальних шляхів є наявність хрящового кістяка в їх стінках, в результаті чого стінки дихальної трубки не спадаються, і наявність миготливого епітелію на слизовій оболонці дихальних шляхів, війки клітин якого, вагаючись проти руху повітря, женуть назовні разом зі слизом чужорідні частинки, що забруднюють повітря.
I. Порожнина носа
Порожнина носа (cavitas nasi) є початковим відділом дихальних шляхів і одночасно органом нюху. Пахучі речовини, надходячи разом з повітрям, дратують нюхові рецептори. Проходячи через порожнину носа, повітря зігрівається, зволожується і очищується.
Порожнина носа перегородкою ділиться на дві половини, які спереду через ніздрі сполучаються з атмосферою, а ззаду за допомогою хоан - з носоглоткою. Стінки носової порожнини утворені кістками і хрящами і вистелені слизовою оболонкою, яка легко набухає під впливом різних подразників.
Найбільш великими хрящами є хрящ носової перегородки, складовою її передній відділ, бічні хрящі і великі крилоподібні, що утворюють крила носа. У порожнині носа розрізняють верхню, нижню, латеральну та медіальну (перегородка) стінки. З латеральної стінки звисають три носові раковини: верхня, середня і нижня, між якими утворюються три носові ходи: верхній, середній і нижній. Область верхнього носового ходу носить назву нюхової, так як в її слизовій оболонці містяться нюхові рецептори, а середнього та нижнього - дихальної.
З носовою порожниною пов'язані повітроносні пазухи сусідніх кісток - навколоносові пазухи. Сюди відносяться верхньощелепна (гайморова), лобова, клиноподібна пазухи і пазухи гратчастої кістки.
Повітря із порожнини носа потрапляє в носоглотку, а потім у ротову і горлову частини глотки, куди відкривається отвір гортані. В області глотки перехрещуються травний і дихальний шляху. Повітря може надходити сюди також через рот.
II. Гортань
Гортань (larynx) розташовується в передній області шиї на рівні IV-VI шийних хребців, нижче під'язикової кістки, утворюючи тут помітне піднесення. У чоловіків воно особливо добре виражено («адамове яблуко»). При розмові, співі, кашлі гортань зміщується, слідуючи за під'язикової кісткою, з якою з'єднана. У дітей гортань розташована вище (на рівні III шийного хребця), у людей похилого віку внаслідок слабкості зв'язкового апарату опускається до рівня VII хребця. Позаду від гортані розташовується ковтка, з якою гортань повідомляється через верхній отвір. Внизу гортань переходить у дихальне горло - трахею. Спереду від неї лежать м'язи шиї, збоку - судинно-нервові пучки.
Скелет гортані утворений кількома хрящами. Перстнеподібний хрящ розташований в нижній її відділі, щитовидний утворює передньобокових стінки, вгорі отвір гортані прикриває надгортанник. Позаду розташовуються більш дрібні парні хрящі: черпаловідние, рожковідние і клиновидні. Хрящі з'єднуються між собою суглобами і зв'язками і можуть змінювати своє положення відносно один одного завдяки наявності м'язів.
Порожнина гортані вистелена слизовою оболонкою і підрозділяється на три відділи: верхній - переддень гортані, середній звужений - власне голосовий апарат та нижній - під голосова порожнину. Найбільш складно влаштований середній відділ, де на бічних стінках є дві пари складок, між якими утворюються поглиблення - шлуночки гортані. Верхні складки називаються преддверно, а нижні - голосовими. У товщі останніх лежать голосові зв'язки, утворені еластичними волокнами, і м'язи. Проміжок між правою і лівою голосовими складками називається голосовою щілиною. Голосові зв'язки натягнуті між щитовидним і черпаловідних хрящами і служать для відтворення звуків. У результаті зміни положення хрящів під дією м'язів гортані можуть змінюватися ширина голосової щілини і натяг голосових зв'язок. Повітря, що видихається коливає голосові зв'язки, внаслідок чого виникають звуки. Розширює голосову щілину один м'яз - задня перстнечерпаловидная, звужують кілька м'язів: бічна перстнечерпаловидная, щіточерпаловідная та ін
У дітей і жінок розміри гортані менше, ніж у чоловіків, отже, голосові зв'язки у них коротше і голос вище. Величина гортані сильно змінюється в період статевого дозрівання, внаслідок чого у хлопчиків, наприклад, голос «ламається», стає нижче. У членороздільної мови беруть участь також язик, губи, порожнини рота і носа.
III. Дихальне горло
Дихальне горло - трахея (trachea) - є безпосереднім продовженням гортані. Стінка трахеї складається з 16-20 неповних хрящових кілець, з'єднаних кільцеподібними зв'язками. Вони простягаються на 2 / з окружності. Задня стінка перетинчаста, містить неісчерченние м'язові клітини. Слизова оболонка вистелена миготливим епітелієм, багата лімфоїдною тканиною і залозами. Трахея починається на рівні нижнього краю VI шийного хребця і закінчується на рівні IV-V грудних, де поділяється на два головних бронхи. Це місце називається біфуркацією (роздвоєння) трахеї. (У дітей початок трахеї розташоване на рівні IV шийного хребця, а роздвоєння - на рівні II-III грудних хребців.) Довжина трахеї 8-12 см, поперечний діаметр її 1,5-1,8 см. У шийному відділі спереду до трахеї прилежит щитовидна залоза, перешийок якої знаходиться на рівні 2-4-го кільця трахеї, ззаду лежить стравохід, а з боків - сонні артерії. Грудний відділ її спереду покритий у дітей вилочкової залозою (або її залишками у дорослих) і великими судинами, що відділяють трахею від грудини.
IV. Бронхи
Головні бронхи відходять від трахеї майже під прямим кутом і направляються до воріт легень. Правий бронх ширший, але коротше лівого і є як би продовженням трахеї. Стінка головних бронхів, так само як і трахея, містить неповні хрящові кільця. У бронхах середнього калібру гіалінова хрящова тканина змінюється еластичної хрящової тканиною. У бронхах малого калібру фіброзно-хрящова оболонка відсутня. Головні бронхи (першого порядку) діляться в легкому на часткові (другого порядку), а ті в свою чергу - на сегментарні (третього порядку), що продовжують ділитися, - так утворюється бронхіальне дерево легені.
V. Легкі
Легкі (pulmones, pneumones) лежать в грудній порожнині по боках від серця і великих судин, покриті серозною оболонкою - плеврою, яка утворює навколо них два замкнутих плевральних мішка. За формою легені нагадують неправильний конус з основою, зверненою діафрагмі, і верхівкою, яка виступає на 2-3 см над ключицею в області шиї. У легкому виділяють три поверхні: опуклу реберну, прилеглу до внутрішньої поверхні стінки грудної порожнини, діафрагмальну (підстава) - до діафрагми і середостіння, або медіальну-внутрішню, звернену до органів середостіння, лежачим між плевральними мішками.
На середостіння поверхні знаходяться ворота легкого місце, через яке бронх, легенева артерія та нерви входять в легке, а дві легеневі вени і лімфатичні судини виходять з нього. Всі названі судини і бронхи складають корінь легені.
Кожне легке допомогою борозен ділиться на частки: праве - на три (верхню, середню і нижню), ліве - на дві (верхню і нижню). Ліва легеня має біля переднього краю серцеву вирізку.
Частки легені складаються з сегментів. Бронхолегочним сегментом називають ділянку легені, більш-менш повно відокремлений від сусідніх сполучнотканинними прошарками з проходять в них венами, забезпечений бронхом третього порядку і гілкою легеневої артерії. Сегменти мають форму неправильних конусів або пірамід, звернених підставами до поверхні легені. Всього в кожному легені налічується 10 сегментів (за PNA).
Сегментарні бронхи багаторазово діляться, прямуючи до периферії легені. Бронх з просвітом близько 1 мм в діаметрі входить до часточку легені. Всередині неї розгалуження бронхів триває. Тут вони отримують назву бронхіол (термінальні, або кінцеві, і респіраторні, або дихальні). Респіраторні бронхіоли мають випинання на своїх стінках і переходять в альвеолярні ходи, на стінках яких знаходяться бульбашки - альвеоли. Весь цей комплекс, починаючи з респіраторною бронхіоли, за своїм виглядом нагадує виноградне гроно, тому його і називають альвеолярним деревом, або легеневим ацинусів. Ацинус є структурною одиницею легені, в якій відбувається газообмін між кров'ю, що протікає в капілярах легені, і повітрям, що заповнює легеневі альвеоли. Альвеоли мають вигляд відкритого бульбашки, внутрішня поверхня якого вистелена одношаровим плоским епітелієм, що лежить на основній мембрані, до якої прилягають обплітають альвеоли кровоносні капіляри. У легенях дорослої налічується 300-500 млн. альвеол, загальна дихальна поверхня їх становить близько 100 м 2.
VI. Плевра
Серозна оболонка легкого називається плеврою (pleura). Покриваючи легке з усіх боків, вона по кореня легені переходить на стінки грудної порожнини, утворюючи навколо легкого замкнутий плевральний мішок. Відповідно легким розрізняють правий і лівий плевральні мішки, Листок плеври, що вистилає стінки грудної порожнини і зрощений з ними, носить назву пристеночной, або парієтальної, плеври. У залежності від того, яку ділянку вона покриває, виділяють реберну, діафрагмальну і середостіння (медіастінальну) плевру. Плевра, що покриває легке і зростається з його поверхнею, називається вісцеральною, або легеневої. Між парієтальної і вісцеральної плеврою знаходиться плевральна порожнина, яка представляє собою капілярну щілину, яка містить незначну кількість рідини, що зменшує тертя між двома листками плеври при дихальних) рухах. У місцях переходу однієї частини парієтальної плеври в іншу утворюються запасні простору - кишені, або плевральні синуси, які заповнюються легкими у момент максимального вдиху, а в спокійному стані їх стінки щільно притиснуті один до одного. Особливої ​​великий реберно-діафрагмальний синус, розташований в; нижньому відділі плевральної порожнини.
Кордон плевральних мішків і легких
Для визначення положення органів грудної та черевної порожнин проводять декілька вертикальних ліній. Основними з них є Среднеключичной (через середину ключиці), середня пахвова (опускається з середини пахвової западини), лопаткова (проходить через; нижній кут лопатки) і околопозвоночной (по голівках ребер).
Межі плеври. Верхня межа на 3-4 см вище переднього кінця I ребра. Задня відповідає місцю переходу реберної плеври в середостіння і йде по близько хребетної лінії до XII ребра. Передня межа найбільш мінлива. Вона відповідає передній лінії переходу реберної плеври в середостіння. Вгорі краю плевральних мішків симетричні і йдуть від верхньої точки до грудинно-ключичного зчленування, на рівні II-IV ребер кордону плевральних мішків зближені і йдуть вертикально вниз, будучи дещо зміщено вліво. Починаючи з IV ребра їх кордону розходяться вниз і латерально до VII ребра по среднеключичнойлінії. Нижня межа являє лінію переходу реберної плеври в діафрагмальну. Вона перетинає по среднеключичнойлінії VII ребро, по середній пахвовій - IX, потім йде горизонтально, перетинаючи X і XI ребра, де зустрічається з задньої кордоном.
Межі легень. Положення верхівок легенів і їх задніх країв відповідає межам плеври. Передній край правої легені розташований відповідно передній межі плеври. Передня межа лівої легені збігається з межею плеври лише верхньому відділі до рівня IV ребра, де край легені, утворюючи серцеву вирізку, відступає вліво по IV ребру до среднеключичнойлінії, а потім йде вертикально вниз до VI ребра. Звідси нижня межа перетинає середню пахвову лінію на рівні VIII ребра, лопаткову - на рівні X ребра і околопозвоночной - на рівні XI ребра, де переходить в задню кордон. Кордон між верхньою і нижньою частками легкого проходить позаду від остистого відростка III грудного хребця і йде вперед і вниз до місця з'єднання кісткової і хрящової частин VI ребра. У правій легені межа між верхньою і нижньою частками проходить так само. У місці її перетину з пахвовій лінією відходить борозна, що відокремлює середню частку. Вона йде горизонтально до місця з'єднання IV ребра з грудиною. Нижня межа правої легені лежить трохи вище межі лівого, приблизно на висоту ребра.
VII. Середостіння
Комплекс органів, розташованих в грудній порожнині між правим і лівим плевральними мішками, називається средостением (mediastinum).
Середостіння обмежена з боків медіастинальної плеврою, спереду - задньою поверхнею грудини, ззаду - грудним відділом хребта, знизу - діафрагмою, а вгорі повідомляється з межфасціальнимі просторами шиї. Умовно проведеної фронтальній площиною через корені легень і трахею середостіння ділять на переднє і заднє. У зв'язку із запитами хірургії в Паризькій анатомічній номенклатурі переднє середостіння розділено на 3 частини: власне переднє середостіння, в якому проходять внутрішня грудна артерія і вени і лежать біля грудини лімфатичні вузли; середнє, в якому розташоване серце в околосердечной сумці, і верхнє, де у дітей лежить вилочкова залоза, а у дорослих - її залишки і великі судини. У задньому середостінні проходять стравохід грудна аорта, блукаючі нерви, грудної лімфатичний проток, симпатичні стовбури і вени.
VIII. Дихання
Подихом називають процес газообміну між живим організмом і навколишнім середовищем. При цьому із зовнішнього середовища організм споживає кисень, а виділяє назовні вуглекислий газ. Кисень необхідний живій клітині для безперервно йде в ній процесу окислення, що звільняє енергію. Вуглекислий газ утворюється в результаті окислення, як кінцевий продукт обміну речовин. Припинення дихання навіть на нетривалий час призводить до смерті, тому що веде за собою припинення обміну речовин. Отже, дихання є основним життєвим процесом.
У одноклітинних організмів і найпростіших газообмін відбувається безпосередньо через поверхню тіла, шляхом дифузії газів. У багатоклітинних зі збільшенням розмірів тіла процес дихання ускладнюється. З'являються спеціальні органи і внутрішнє середовище організму (кров) як посередник у газообміні між клітинами і атмосферним, повітрям.
У людини газообмін представляє собою дуже складний процес. Він складається з трьох фаз: 1) зовнішнього дихання, 2) транспорту газів кров'ю, 3) внутрішнього дихання.
Ритмічні рухи грудної клітини сприяють; вентиляції повітря в легенях і підтримують сталість його складу. Притікає до легких венозна кров звільняється тут від вуглекислого газу і насичується киснем. Всі процеси, що відбуваються в легенях, називаються зовнішнім диханням.
Кров має здатність не тільки розчиняти, а й хімічно пов'язувати гази. Насичуючись в легенів киснем, вона транспортує його до місця споживання - клітинам, а від клітин тіла забирає вуглекислий газ. Таким чином, кров, перебуваючи в стані безперервної циркуляції, здійснює транспорт газів. У тканинах відбувається процес газообміну між кров'ю і тканинами. Кисень дифундує з крові до клітин, а вуглекислий у зворотному напрямку. Цей процес газообміну між клітинами і кров'ю капілярів великого кола називають внутрішнім, або тканинним, диханням. Воно здійснюється за участю особливих дихальних ферментів, що прискорюють його. Якщо їх нейтралізувати, наприклад, ціаністим калієм, то тканинне дихання припиняється, що веде до загибелі організму.
Дихальний апарат людини. До дихального апарату людини відносяться грудна клітка з м'язами, що приводять їх у рух, і легені з повітроносних шляхами. Головними дихальними м'язами є діафрагма і міжреберні м'язи - внутрішні і зовнішні.
Рухи грудної клітини механічно забезпечують вентиляцію легень, тобто наповнення їх чистим атмосферним повітрям (вдих) і вигнання багатого вуглекислим газом альвеолярного повітря з легенів (видих).
Негативний тиск у грудній порожнині. Легкі в грудній порожнині розтягнуті й щільно притиснуті до грудної стінок. При народженні дитини легкі знаходяться вспав стані і за обсягом відповідають грудної порожнини. Проте вже до кінця 1-го тижня грудна порожнина в зростанні обганяє легкі, так як вони ростуть повільніше. Легкі сполучаються з атмосферою і еластична тканина легень у міру збільшення грудної порожнини під дією атмосферного тиску розтягується. При цьому вісцеральний і паріетальний листки плеври залишаються щільно притиснутими один до одного, а в легенях розвивається еластична потяг, або прагнення спасатися. Еластична тяга легень перешкоджає атмосферному тиску цілком передаватися в межплевральную щілину. У результаті в ній створюється тиск нижче атмосферного на 5-9 мм рт. ст., це Тиск умовно називають негативним тиском. Його легко виміряти. Для цього в плевральну порожнину через міжреберний проміжок вводять порожнисту голку, поєднану з водяним манометром (прилад для вимірювання Тиску).
Пневмоторакс. При пораненнях грудної стінки повітря входить у межплевральное простір і легкі спадають При цьому через повітроносні шляхи виштовхується велика частина знаходиться в легенях повітря. Обсяг спавшихся легень складає всього 1 / 3 об'єму грудної порожнини. Порушення герметичності плевральної порожнини називається пневмотораксом. Іноді односторонній пневмоторакс створюють штучно хворому на туберкульоз легень з метою вимкнути дихальні рухи ураженої легені, що сприяє його загоєнню. При повному двосторонньому пневмоторакс, коли вимикають дихальні рухи обох легень, настає смерть від задухи.
Механізм вдиху і видиху
У дихальному центрі, розташованому в довгастому мозку, ритмічно виникає збудження і нервові імпульси від дихального центру проводяться до дихальних центрам спинного мозку, а потім по діафрагмовим і міжреберних нервах - до дихальних м'язів і викликають їх скорочення.
При скороченні м'язових волокон діафрагми вона ущільнюється й опускається вниз, при цьому грудна порожнина збільшується у вертикальному напрямку, тобто зверху вниз. Скорочення зовнішніх міжреберних м'язів піднімає ребра і відсуває їх в сторони, а грудину - вперед. Грудна клітка при цьому розширюється в поперечному і переднезаднем напрямках. Таким чином, обсяг грудної порожнини при вдиху збільшується в трьох напрямках. При розширенні грудної порожнини пасивно розширюються легені за рахунок атмосферного тиску, що діє через повітроносні шляхи на внутрішню поверхню легенів. При розширенні легенів повітря в них розподіляється в більшому обсязі і, отже, тиск в порожнині легких стає нижче атмосферного (на 3-4 мм рт. Ст.). Різниця тиску є причиною того, що атмосферне повітря починає надходити в легені - відбувається вдих. Отже, активними в акті вдиху є дихальні м'язи, а легені пасивно слідують за рухами грудної стінки.
Видих здійснюється в результаті розслаблення дихальних м'язів. Коли припиняється їх скорочення, піднесена і виведена з положення рівноваги грудна клітка в силу своєї тяжкості опускається і повертається у вихідне положення. Розслабившись діафрагма під тиском черевних нутрощів піднімається вгору і знову приймає форму купола. Розтягнуті легкі завдяки своїй еластичності зменшуються в об'ємі. Усе разом узяте призводить до підвищення внутрішньолегеневого тиску. Починається струм повітря з легенів назовні - відбувається видих. У людини в стані спокою цикл дихання, що складається з вдиху і видиху, повторюється 16 - 20 разів на хвилину. Дихальні рухи грудної клітини забезпечують вентиляцію альвеолярного повітря і підтримують постійним його склад.
При глибокому посиленому диханні скорочуються не тільки головні дихальні м'язи, а й допоміжні: м'язи черевного преса, грудей і шиї. При сильному скороченні м'яза черевного преса тиснуть на органи черевної порожнини, при цьому діафрагма піднімається вгору і опускаються ребра. Це веде до потужного активного видиху, як, наприклад, при кашлі, чханні.
Обсяги легеневого повітря
Людина в стані спокою вдихає і видихає близько 500 мл повітря. Цей об'єм повітря називається дихальним обсягом. Якщо після спокійного вдиху зробити посилений додатковий вдих, то в легені може надійти ще 1500 мл повітря. Цей обсяг називають резервним обсягом вдиху. Після спокійного видиху можна при максимальній напрузі дихальних м'язів видихнути ще 1500 мл повітря. Цей обсяг носить назву резервного обсягу видиху. У сумі дихальний об'єм повітря, резервний обсяг вдиху і резервний обсяг видиху (500 + 1500 +1500) складають життєву ємність легень (ЖЕЛ).
Нормальна ЖЕЛ, тобто максимальний об'єм повітря, який можна видихнути після найглибшого вдиху, складає в середньому у жінок 2700 мл, а у чоловіків 3500 мл. При фізичному тренуванню ЖЄЛ збільшується і може досягати 7500 мл. Навіть після максимального видиху в легенях ще залишається близько 1200 мл повітря, який носить назву залишкового обсягу, його можна видалити тільки на трупі, і то не цілком. У легеневої тканини завжди залишається повітря. Тому опущений у воду шматочок легені не тоне. Резервний об'єм видиху і залишковий обсяг складають 2500 мл - функціональну залишкову ємність легень (альвеолярний повітря).

Життєва ємність легень:
ü Резервний обсяг вдиху, 1500 мл
ü Дихальний об'єм, 500 мл
ü Резервний об'єм видиху, 1500 мл
Ємність вдиху
Залишковий обсяг, 1200 мл
Функціональна залишкова ємність
Обсяги легеневого повітря і ЖЄЛ вимірюють за допомогою спірометра або спірометру.
Вентиляція легень
Вентиляцією легень називають об'єм повітря, що проходить через легені в 1 хв. Інакше його називають хвилинним об'ємом дихання (МОД). У спокої МОД дорівнює 5-8 л / хв, при м'язовій роботі збільшується і нерідко досягає 80 і навіть 120-150 л / хв.
Не весь об'єм вдихуваного повітря бере участь у вентиляції альвеол. Частина його залишається у повітроносних шляхах, обсяг яких у середньому становить близько 140 мл. Таким чином, під час спокійного вдиху в альвеоли надходить не 500 мл, а тільки 360 мл повітря. Повітроносні шляхи називають «мертвим простором», так як повітря, що знаходиться в них, не бере участі в газообміні.
Людина вдихає атмосферне повітря, в якому міститься 20,94% кисню (О 2), 79,03% азоту (N 2) і дуже незначна кількість вуглекислого газу (СО 2) - 0,03%. Видихуваний повітря містить менше кисню (16,3%) і багато вуглекислого газу (4%). За складом повітря, що видихається значно відрізняється від альвеолярного, тобто знаходиться в альвеолах (табл. 1.), Так як до нього домішуються 140 мл повітря, що залишався у повітроносних шляхах і не брав участі в газообміні.
Процентний вміст газів у повітрі визначають за допомогою спеціального приладу - газоаналізатора.

Таблиця 1. Склад вдихуваного альвеолярного і видихуваного повітря (у відсотках)
Повітря
Кисень
Вуглекислий газ
Азот
Вдихуваний
Альвеолярний
Видихуваний
20,94
14,4
16,30
0,03
5,60
4,00
79,03
80,00
79,70
Дихальний центр
Грудна клітина людини за 1 хв здійснює 16-20 дихальних рухів. Ритмічна діяльність дихальної мускулатури забезпечується центральною нервовою системою. Дослідження показали, що після уколу голкою в певну точку дна IV шлуночка, що знаходиться в довгастому мозку, дихання припиняється. Цю частину довгастого мозку називають дихальним центром. У дослідах було встановлено, що після перерізання всіх чутливих шляхів, що підходять до довгастому мозку, його ритмічна діяльність не припиняється. Отже, дихальний центр є не рефлекторним, а автоматичним.
Дихальний центр є двостороннім. Кожна його половина складається з центру вдиху і видиху. Імпульси з дихального центру йдуть до рухових нейронів діафрагмальних і міжреберних м'язів, розташованим у спинному мозку, а від них - до дихальної мускулатури і викликають її скорочення.
Регулювання діяльності дихального центру. Автоматична діяльність дихального центру регулюється нервовим і гуморальним шляхом, завдяки чому досягається відповідність легеневої вентиляції потребам організму в кисні.
Велику роль у регуляції частоти і глибини дихальних рухів відіграють блукаючі нерви. У стовбурі блукаючого нерва проходять чутливі волокна від интерорецепторов, що знаходяться в легенях. Якщо перерізати блукаючі нерви, то дихання порушується: стає глибоким і рідкісних, з'являються тривалі паузи.
На роботу дихального центру впливає кора півкуль великого мозку. Людина довільно регулює дихання при розмові, співі, він може затримати або посилити дихання. Роль кори в регуляції дихання була доведена в лабораторії К. М. Бикова шляхом вироблення умовного дихального рефлексу. Дихання газовою сумішшю, що містить 6% СО 2, викликає задишку. Якщо перед вдиханням газової суміші включати метроном (умовний подразник), то вже після декількох комбінацій тільки звук метронома буде викликати задишку. Як показали досліди, у спортсменів дихання посилюється вже до початку вправ, при команді «на старт».
Рефлекторні зміни дихання виникають при подразненні будь-яких рецепторів. Больові подразнення посилюють і поглиблюють подих, холодові викликають тимчасову зупинку, що спостерігається, наприклад, при зануренні в холодну воду.
Особливе значення в регуляції дихання мають рефлекси хеморецепторів, чутливих до зміни напруги в крові СО 2 і О 2. Вони знаходяться в області дуги аорти, у місці розгалуження (біфуркації) сонних артерій і в довгастому мозку. З цих рецепторів виникають рефлекси, що регулюють дихання при зміні газового складу крові. Підвищення напруги СО 2 в крові призводять до поглиблення дихання, зниження напруги О 2 - до почастішання його. Вентиляція легень при цьому збільшується. Якщо шляхом посиленого дихання зробити гіпервентиляцію легенів і таким чином знизити в крові напруга СО 2 і трохи підвищити напругу О 2, то наступить тимчасова зупинка дихання. Цим прийомом користуються нирці. Перед зануренням у воду вони роблять штучну гіпервентиляцію легенів і після цього можуть затримати подих і перебувати під водою до 80 с.
Під час м'язової роботи, коли посилюється обмін речовин і збільшується утворення СО 2, напруга СО 2 в крові підвищується і призводить вентиляцію легенів у відповідність із зростаючою потребою організму в кисні. Напруга СО 2 в крові є головним регулятором діяльності дихального центру.
Механізм першого вдиху. У народжену дитину після перев'язки пуповини припиняється газообмін через пупкові судини, що контактують у плаценті з кров'ю матері. У крові новонародженого відбувається накопичення СО 2, який збуджує його дихальний центр і викликає перший подих.
Газообмін в легенях
Стінки легеневих альвеол складаються з одношарового плоского епітелію. Альвеоли обплетені густою мережею легеневих капілярів і мережею сполучнотканинних волокон, які надають їм еластичність. Внутрішню поверхню альвеол вистилає тонка плівка фосфолипида - сурфактанту, що знижує поверхневий натяг і перешкоджає злипанню альвеол при видиху. Загальна поверхня альвеол близько 100 м 2, тобто в 50 разів перевищує площу тіла. Стінки альвеол тонкі і вологі, що дозволяє газам легко дифундувати відповідно до закону дифузії. Напрямок та швидкість дифузії визначаються парціальним тиском газу або його напругою. (Парціальний тиск і напруга - це по суті справи синоніми, але про парціальному тиску кажуть, якщо даний газ знаходиться в газовому середовищі, а про напругу, якщо він розчинений в рідині.)
Парціальним тиском газу називають ту частину загального тиску газової суміші, яка припадає на даний газ. Так, якщо атмосферний тиск 760 мм рт. ст. і в атмосферному повітрі міститься 20,94% О 2, 0, Q3% CO 2 і 79,03% N 2, то легко розрахувати парціальний тиск кожного газу окремо.
100% суміші газів мають тиск 760 мм рт. ст. 20,94% О 2 X
X = 760 20,94 100 = 159 мм рт . ст .
Розраховане таким же чином парціальний тиск СО 2 становить 0,2 мм рт. ст., N 2 - 600,8 мм рт. ст.
Знаючи склад альвеолярного повітря, можна розрахувати парціальний тиск газів у легенях. Парціальний тиск О 2 в альвеолах одно 102 мм рт. ст., СО 2 - 40, N 2 - 571 та водяної пари - 47 мм рт. ст.
У притікає до капілярів легень венозної крові напруга О 2 складає 40, а СО 2 - 47 мм рт. ст. (Азот у газообміні не бере участь.) Тваринний організм не здатний використовувати азот повітря. У 100 мл і артеріальної, і венозної крові міститься 1 мл фізично розчиненого азоту.)
Якщо над рідиною знаходиться суміш газів або дві рідини розділені проникною для газів перетинкою, то гази будуть дифундувати від місця більшого тиску до місця меншого до тих пір, поки не встановиться динамічна рівновага. Механізм газообміну в живому організмі пояснюється законами дифузії.
Оскільки парціальний тиск О 2 в альвеолах більше, ніж у венозній крові, то кисень дифундує з альвеоли в капіляри. Навпаки, напруга СО 2 більше у венозній крові, ніж в альвеолярному повітрі, тому вуглекислий газ дифундує в альвеоли. Умови для газообміну в легенях настільки сприятливі, що, незважаючи на те, що час проходження крові через капіляри легень становить близько 1 с, напруга газів в артеріальній крові, що відтікає від легень, таке, яким воно було б і після тривалого контакту, тобто повністю відповідає парціальному тиску в альвеолярному повітрі.
Якщо вентиляція легенів недостатня і в альвеолах підвищується вміст СО 2, то рівень СО 2 зараз ж підвищується і в крові, що негайно призводить до посилення дихання. При важкому запаленні легень дихання порушується, настає задишка, так як плазма крові просочується в альвеоли і заповнює їх, вимикаючи дихальну функцію великої частини легенів, тому хворому дають дихати чистим киснем.
Газообмін у тканинах
У легенях кров з венозної перетворюється а артеріальну, багату О 2 і бідну СО 2. Артеріальна кров направляється до тканин, де в результаті безперервно йдуть окислювальних процесів споживається О 2 і утворюється СО 2. У тканинах напруга О 2 близько до нуля, а напруга СО 2 близько 60 мм рт. ст. Внаслідок різниці тиску СО 2 з тканини дифундує в кров, а О 2 - у тканині. Кров стає венозної і по венах надходить у легені, де цикл обміну газів повторюється.
Переніс газів кров'ю
Людина в стані спокою в 1 хв споживає в середньому 250 мл О 2 і виділяє при цьому 200 мл СО 2. Гази дуже слабо розчиняються в рідині: 100 мл крові можуть фізично розчинити 0,3 мл О 2, 2,7 мл СО 2 і 1 мл N 2. У крові є дивна речовина - гемоглобін (Нb), яке здатне хімічно пов'язувати О 2 і СО 2 і, крім того, підтримувати постійну реакцію крові. У 100 мл артеріальної крові міститься 20 мл О 2, 52 мл СО 2 і 1 мл N 2. Як сказано вище, дуже невелика частина газів знаходиться в стані простого фізичного розчинення. Основна кількість газів утворює в крові нетривке хімічна сполука, тобто таке, яке легко розпадається, дисоціює при зниженні тиску газу над рідиною.
Перенесення кисню. В еритроцитах знаходиться пігмент крові - гемоглобін, що містить залізо. Одна молекула гемоглобіну приєднує чотири молекули О 2, при цьому гемоглобін перетворюється в оксигемоглобін (ньо 2), а кров з вишневою - венозної - стає яскраво-червоною - артеріальної:
Hb + O 2 ↔ HbO 2
Гемоглобін Оксигемоглобіну
Ця реакція оборотна. У легенях гемоглобін насичується киснем і перетворюється в ньо 2, в тканинах кисень звільняється. Хід реакції залежить від напруги кисню в середовищі, що оточує капіляри. На хід реакції впливає напруга СО 2. Якщо в тканинах збільшується утворення СО 2, то прискорюється розщеплення оксигемоглобіну. У капілярах легенів знижується напруга СО 2, тому що газ переходить в альвеоли. Це сприяє перетворенню гемоглобіну в ньо 2. Кожен грам гемоглобіну здатний зв'язати 1,34 мл О 2. У 100 мл крові міститься в нормі близько 15 г гемоглобіну. Отже, киснева ємність крові, тобто ту максимальну кількість О 2, що може поглинути 100 мл крові, дорівнює 20,1 мл.
Гемоглобін здатний з'єднуватися не тільки з О 2, але і з іншими газами. Особливе значення має його здатність хімічно пов'язувати окис вуглецю, або чадний газ, - СО, продукт неповного згоряння вугілля або рідкого палива. З ним гемоглобін утворює сполучення, в 150-300 разів більш міцне, ніж з О 2. Воно здатне диссоциировать, але вкрай повільно. У результаті навіть при незначному змісті СО в повітрі гемоглобін з'єднується не з О 2, а з СВ і перетворюється на карбоксигемоглобін (НbСО), при цьому транспорт О 2 до клітин припиняється. Якщо вчасно не вжити заходів (винести людини на свіже повітря, у важкому випадку переливання крові), то людина загине.
Перенесення вуглекислого газу. Утворився в тканинах СО 2 внаслідок різниці напруги дифундує в плазму крові, а з неї - в еритроцити. В еритроцитах приблизно 10% СО 2 сполучається з гемоглобіном і утворює нетривке хімічну сполуку - карбгемоглобина. Інша частина сполучається з водою і перетворюється у вугільну кислоту:
СО 2 + H 2 О ↔ Н 2 СО 3.
Ця реакція прискорюється в 20 000 разів особливим ферментом - карбоангидразой, що знаходяться в еритроцитах. Реакція оборотна. У тканинних капілярах, де напруга СО 2 високе, карбоангідраза сприяє синтезу вугільної кислоти, хімічному зв'язування СО 2 і йде зліва направо. У легеневих капілярах, де тиск СО 2 порівняно низька, реакція йде справа наліво, утворюються вода і СО 2, яка дифундує в альвеолярний повітря. Вугільна кислота в тканинних капілярах реагує з іонами натрію і калію і утворює бікарбонати (NaHCO 3, KHCO 3).
Таким чином, СО 2 транспортується до легких у фізично розчиненому вигляді і в неміцному хімічному з'єднанні, у вигляді карбогемоглобіна, вугільної кислоти і бікарбонатів натрію і калію. Дві третини його знаходиться в плазмі і третину - в еритроцитах.
Дихання в особливих умовах
Під особливими умовами розуміють дихання при зниженому або підвищеному атмосферному тиску.
Підвищений тиск. Створюється підвищений тиск у спеціальному пристосуванні, в якому людина працює під водою. (Кожні 10 м глибини створюють тиск в 1 атм.) Наприклад, при будівництві мостів, молів, під воду опускають спеціальний дзвін - кесон, шахтна труба якого розташована над поверхнею води і сполучається з декомпрессионной камерою. Вся система герметично закрита. Щоб вода не поступала під дзвін, в кесоні створюється підвищений тиск. Якщо дзвін опущений на глибину 100 м, то тиск повинен бути не менше 11 атм. При цьому в крові і тканинах працюючих людей розчиняється велика кількість газів, з яких особливо небезпечним є азот. При швидкому переході від підвищеного тиску до нормального відбувається виділення газів і в рідинах і тканинах організму утворюється велика кількість газових бульбашок, так само як при відкорковуванні пляшки з газованою водою. Бульбашки кисню швидко поглинаються тканинами. Газоподібний азот не використовується організмом. Утворилися бульбашки азоту закупорюють капіляри, що порушує кровообіг. При поступовому зниженні тиску в декомпрессионной камері азот виводиться через легені назовні. Коли людина піднімається з дзвони на поверхню, то в надводної шлюзової (декомпрессионной) камері протягом кількох годин повільно знижується тиск.
Вплив зниженого тиску. На рівні моря тиск дорівнює 760 мм рт. ст., тобто 1 атм. У верхніх шарах атмосфери тиск менше і відповідно нижче парціальний тиск кисню. На висоті 3000 м атмосферний тиск зменшується на 1 / 3 і складає 510 мм рт. ст., 6000 м - на 1 / 2 (380.мм рт. ст.) та на висоті 9000 м воно знижується на 2 / 3 атмосфери (200 мм рт. ст.).
На висоті до 3000 м людина відчуває себе цілком задовільно. У нього посилюється вентиляція легенів, прискорюється кровообіг, а через деякий час перебування в горах збільшується вміст гемоглобіну. Таким чином, людина пристосовується до зниженого тиску. При підйомі на висоту 4000-6000 м з'являється гіпоксемія - зниження напруги кисню в крові і виникають розлади фізіологічних функцій, що отримали назву гірської хвороби. Виявляється гірська хвороба задишкою, ціанозом, нападами задухи, серцебиттям, спостерігається носова кровотеча, запаморочення, блювота.
Гіпоксія - недостатнє постачання тканин киснем - може виникнути при нестачі кисню у вдихуваному повітрі (наприклад, у горах), анемії - зниження вмісту гемоглобіну в крові, при отруєнні чадним газом (СО), коли гемоглобін втрачає здатність транспортувати кисень.
Асфіксія (задуха) - стан, коли припиняється не тільки доставка кисню, але і виділення вуглекислого газу. Вона виникає при припиненні дихання, викликаному влученням у трахею чужорідного тіла, при набряку голосової щілини та ін
Штучне дихання. При зупинці дихання, викликаної будь-якою причиною: наркозом, дією електричного струму, утоплення, якщо серце продовжує працювати, виробляють штучне дихання, або штучну вентиляцію легенів. Штучне дихання здійснюють або за допомогою спеціальних апаратів, або за методом рот в рот або рот в ніс. Іноді вдається відновити діяльність дихального центру і, отже, природне дихання.
Захисні дихальні рефлекси - кашель, чхання. При впливі подразників на слизові оболонки повітроносних шляхів, наприклад при попаданні в трахею сторонніх частинок або скупченні слизу в верхній частині гортані, у людини рефлекторно відбувається короткий глибокий видих - кашльовий поштовх, при якому сильним струменем повітря видаляються сторонні тіла.
При подразненні слизової оболонки носа пиловими частинками виникає рефлекторний акт - чхання. Воно складається з початкового глибокого вдиху, а потім різкого короткого видиху. Крім того, чхання може виникати як сигнал нерівномірного охолодження, наприклад при зіткненні босих ніг з холодною підлогою.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
83.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Хвороби органів дихання
Туберкульоз органів дихання
Туберкульоз органів дихання грип
Профілактика захворювань органів дихання
Дослідження функцій органів дихання
Загальна патологія органів дихання
Лікарські рослини для органів дихання
Захворювання органів дихання причини і профілактика
Фізкультура при захворюванні органів дихання
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru